焊缝变脆

gl9855

一本书上讲到：控改善奥氏体不锈钢焊缝的晶间腐蚀时可通过加入合金元素提高铁素体含量，但焊缝中的铁素体含量控制在百分之5-10左右，铁素体过多焊缝会变脆。铁素体过多导致焊缝变脆的原因是什么？多谢指教！

dljdw

(1)475℃脆性
     铬含量大于15%的铁素体钢、铁素体含量较高（不小于15%）奥氏体不锈钢和双相不锈钢，在400～500℃较长时间保温会产生强烈脆性化，并使钢的强度、硬度显著提高，因为是在475℃附近最易出现，所以叫475℃脆性。产生475℃脆性的原因是α’相的析出。α’相是种富Cr相，含Cr量可高达61%～82%，含铁量为37%～17.5%，尺寸为10～20nm，此相具有体心立方结构且无磁性，晶格常数为0.2877nm，介于铁与铬的晶格常数之间。图1-9是Fe-Cr合金中α’相存在的相图，从相图中可以看出，α’相的产生是由于520℃以下σ→α+α’反应的结果。由于α’相析出较为缓慢，因此，从α’相在α相的溶解度线以上加热所得到的单相α，即使在空冷的条件下，也不会有α’相的析出。只有在520℃以下长时间保温，α’相才会析出，从而导致钢的脆化。当重新加热到550℃以上时。由于α’相的溶解，又会使钢的塑性、韧性得到恢复。由于α’相析出是在铁素体基础上，铁素体含量增加就是增加475℃脆性的敏感性。

(2)σ相脆化
     铁素体不锈钢或含有铁素体的不锈钢，在500～925℃范围内加热或停留时，就会产生严重的脆化，也就是σ相的析出脆化。在不锈钢中σ相的名义成分是Fe、Cr，但实际上由于Ni、Mo等原子参与析出，该相的实际成分应为(FeNi)x(CrMo)y, σ相是一种无磁且具有高硬度的脆性相。σ相析出会引起不锈钢的韧性下降。由于σ相富Cr，还会富Mo、Si，因而在其周围常常会出现贫Cr（或MO、Si）区，或由于σ相本身的选择性溶解而降低钢的耐蚀性。
实践表明，在常温下使用的不锈钢是会析出σ相的，但在一定温度下，不锈钢中的铁素体会促进σ相析出，一般认为σ相直接产生于铁素体相，即α→σ转变。因此，铁素体形成元素会促进σ相析出。在含有铁素体组织的不锈钢（如铁素体不锈钢、双相不锈钢及含有一定铁素体的奥氏体不锈钢）都比较容易产生σ相脆化。这里必须要指出的是纯奥氏体不锈钢也有σ相析出的可能，甚至镍合金中也有σ相析出的可能（前面高温合金析出相已谈及），只是σ相析出温度更高一些，析出更难一些。
     一般来说，不锈钢σ相经过固溶处理，或加热到σ相形成温度以上保温一段时间，使其溶解到基体中，然后快冷却，可以有效地防止σ相析出。

gl9855

dljdw 发表于 2018-10-4 09:11
(1)475℃脆性
     铬含量大于15%的铁素体钢、铁素体含量较高（不小于15%）奥氏体不锈钢和双相不锈钢，在4 ...

是否可以理解为单质铁元素的减少导致了脆化或者生成新的化合物还是两者皆有导致了脆化。

线轴

学习了。同时也揭示了低合金钢焊缝焊后需要热处理的原因。

qilupzh

σ相是一种含高Cr、Mo的Fe-Cr(-Mo)金属间化合物，属于四方结构，它硬且脆，可明显降低钢的韧性、塑性;同时因其富铬，故在其周围往往出现贫铬区或由于它本身的溶解而使钢的耐腐蚀性能降低。

inconel

Controlled ferrite number is to reduce hot cracking tendency of austenitic stainless steel welds during solidification. In case, ferrite number is beyond the specified limit, metallurgical change would occur beyond certain operating temperature. For certain service, less than ferrite number 2 is preferred in austenitic stainless steel welds for better toughness and corrosion resistance.

线轴

可以简单地理解为单质铁元素的减少会导致母材的脆化。